Інженерно-гелогічні умови будівельної ділянки

Міністерство освіти та науки України

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА БУДІВНИЦТВА ТА ЕКСПЛУАТАЦІЇ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ

Розрахунково-графічна робота

на тему:

„Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки”

Виконав:

студент 5-го курсу

БДc-І-1

Перевірив:

проф. Савенко В.Я.

КИЇВ-2016

Зміст

1.Вихідні дані

2. Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки.

2.1. Висновки про інженерно-геологічні умови будівельної ділянки.

Розрахунково-графічна робота виконується на основі вихідних даних, які визначаються за таблицями, які задані в цьому розділі. Вибір варіанта інженерно-геологічних умов (таблиця 1.1, 1.2) здійснюється за останньою цифрою суми двох останніх цифр шифра (номера залікової книжки студента). Наприклад: шифр 74; 7+4=11; отже варіант інженерно-геологічних умов буде І.

Інженерно-гелогічні умови будівельної ділянки

Таблиця 1.1-Результати компресійних випробувань грунтів

№ варіан та	№ ІГЕ	Коефіцієнт пористості грунту е при вертикальному тиску`
0,00	0,05	0,10	0,20	0,40	0,60	0,80
	2
	ІГЕ-2	0,650	0,647	0,644	0,639	0,633	0,628	0,626
	ІГЕ-3	0,609	0,605	0,602	0,596	0,585	0,578	0,573
	ІГЕ-2	0,720	0,715	0,711	0,704	0,694	0,688	0,684
	ІГЕ-3	0,692	0,689	0,685	0,677	0,666	0,660	0,656
	ІГЕ-2	0,756	0,747	0,738	0,723	0,705	0,693	0,686
	ІГЕ-3	0,621	0,621	0,618	0,612	0,605	0,600	0,597
	ІГЕ-2	0,567	0,567	0,565	0,561	0,555	0,551	0,549
	ІГЕ-3	0,687	0,683	0,679	0,673	0,665	0,660	0,657
	ІГЕ-2	0,630	0,627	0,624	0,619	0,613	0,609	0,607
	ІГЕ-3	0,899	0,870	0,842	0,800	0,744	0,705	0,683
б	ІГЕ-2	0,809	0,808	0,803	0,795	0,788	0,786	0,785
	ІГЕ-3	0,509	0,506	0,503	0,498	0,492	0,488	0,486
	ІГЕ-2	0,714	0,707	0,699	0,686	0,671	0,662	0,656
	ІГЕ-3	0,505	0,505	0,504	0,501	0,496	0,493	0,491
	ІГЕ-2	0,696	0,693	0,687	0,678	0,669	0,663	0,661
	ІГЕ-3	0,549	0,549	0,547	0,542	0,533	0,528	0,525
	ІГЕ-2	0,568	0,567	0,564	0,559	0,553	0,548	0,545
	ІГЕ-3	0,745	0,736	0,727	0,711	0,694	0,681	0,675
	1ГЕ-2	0,712	0,707	0,703	0,696	0,686	0,680	0,676
	ІГЕ-3	0,823	0,797	0,772	0,735	0,678	0,639	0,619
У	ІГЕ-2	1,114	1,108	1,102	1,092	1,080	1,074	1,068
	ІГЕ-3	0,736	0,732	0,729	0,724	0,719	0,714	0,712

Таблиця 1.2 - Дані інженерно-геологічних вишукувань

№ вар	№ ІГЕ	Тов щи на ІГЕ, м	Назва грунту за по- ходже нням	Гранулометричний склад ґрунтів (процентний вміст частинок, %)	Фізичні та міцнісні характеристики грунтів
>10	10-5	5-2	2-1	1--0,5	0,5-0,25	0,25 0,1	0,1-0,05	0,05 0,01	0,01-0,005	d <0,005	ρs г/см3	ρ, г/см3	W %	Wl %	WP %	φп град	Сп кПа
	ІГЕ-1	6,3	Qа	1,5	2,5	24,0	27,9	39,0	3,8	1,0	0,3				2,65	2,00	24,5			43,0	0,0
ІГЕ-2	8,0	Qе				1,0	5,0	10,0	19,0	11,0	29,0	17,0	8,0	2,70	2,03	22,5	23,7	17,8	14,0	4,0
ІГЕ-3	7,4	Qd						4,7	13,9	24,5	23,9	17,3	15,7	2,75	2,13	20.1	35,1	21,2	25,0	21,1
	ІГЕ-1	5,0	Qа			1,4	4,0	11,8	13,0	45,4	18,0	6,0	0,4		2,67	1,94	27,0			31,0	0,0
ІГЕ-2	8,2	Qе				1,5	2,5	10,1	14,3	16,0	17,0	19,7	18,9	2,71	1,97	25,5	27,9	13,6	17,2	11,0
ІГЕ-3	8,4	Qа		4,8	12,2	19,1	17,4	25,5	15,0	6,1				2,65	1,95	28,0			28,0	0,0
	ІГЕ-1	6,3	Qа					7,0	22,2	38,5	29,1	3,2			2,67	1,95	28,4			29,4	0,0
ІГЕ-2	7,2	Qе						1,0	8,0	5,2	20,3	34,5	37,0	2,74	2,06	22,7	35,7	18,3	11,0	22,0
ІГЕ-3	9,5	Qа						13,6	13,9	22,5	25,6	19,4	5,0	2,70	2,01	25,0	30,1	23,2	17,8	15,9
	ІГЕ-1	6,0	Qd				1,0	4,2	5,3	13,2	11,6	27,6	21,4	15,7	2,71	2,02	20,9	29,5	20,8	12,0	16,0
ІГЕ-2	7,5	Qа	1,0	9,0	10,0	20,0	19,0	19,6	12,7	6,2	2,0	0,5		2,66	1,98	25,8			39,0	0,0
ІГЕ-3	10,2	Qа						4,6	12,9	21,5	27,6	29,5	3,9	2,68	1,97	27,0	39,4	27,2	22,2	19,8
	ІГЕ-1	6,0	Qе		2,9	12,1	12,5	12,5	15,0	18,0	10,4	10,2	6,4		2,66	2,01	23,7			42,0	0,0

Продовження табл. 1.2

				5
	ІГЕ-2	8,0	Qd			1,0	2,0	2,0	7,0	10,0	27,0	21,0	21,0	9,0	2,69	1,89	33,4	32,0	26,0	5,0	5,0
ІГЕ-3	11,2	Qa		4,7	12,8	21,6	22,6	23,4	15,0					2,66	1,92	30,0			38,1	0,0
	ІГЕ-1	7,0	Qa				1,2	1,3	2,0	8,0	12,0	24,7	32,3	18,5	2,72	1,95	29,7	36,5	23,1	11,0	7,0
ІГЕ-2	6,7	Qe			4,0	12,2	12,5	14,7	18,5	24,7	8,2	4,7	0,5	2,67	2,10	19,1			36,5	0,0
ІГЕ-3	9,3	Qa						5,6	20,9	27,4	27,8	1,6	15,7	2,72	1,95	30,0	49,2	31,1	23,4	24,7
	ІГЕ-1	7,7	Qd				3,0	9,1	18,9	30,7	20,4	15,7	2,0	0,2	2,68	1,98	26,6			39,0	0,0
ІГЕ-2		Qe						1,6	12,7	24,3	21,7	24,0	15,7	2,69	2,15	17,9	26,4	19,0	18,0	6,0
ІГЕ-3	8,4	Qa			5,9	13,9	23,8	23,9	24,5	8,1				2,67	1,94	29,0			42,9	0,0
	ІГЕ-1	4,4	Qа	2,4	7,0	20,1	20,8	7,0	25,9	12,1	3,0	1,7			2,65	1,97	26,3			43,0	0,0
ІГЕ-2	9,3	Qd								3,2	21,0	34,8	41,0	2,72	2,11	20,2	53,8	24,7	14,0	18,0
ІГЕ-3	10,2	Qа				4,8	13,0	26,8	22,6	23,4	8,5			2,72	2,02	25,0			37,8	0,0
	ІГЕ-1	6,7	Qe						3,5	10,7	20,3	21,2	28,4	15,9	2,71	2,09	20,9	32.6	18,4	13,0	14,0
ІГЕ-2	8,0	Qa	0,8	2,7	10,4	27,0	30,5	9,1	6,7	6,3	5,4	1,1		2,66	1,95	27,9			43,0	0,0
ІГЕ-3	9,1	Qa		6,0	12,3	14,9	18,9	23,9	14,7	4,1	4,7	0,5		2,66	1,97	27,0			28,1	0,0
	ІГЕ-1	6,7	Qe			6,1	6,9	9,6	22,5	32,7	20,4	1,0	0,9		2,69	1,98	26,7			33,0	0,0
ІГЕ-2	7,4	Qd						2,0	13,0	25,0	25,0	25,0	10,0	2,70	1,93	30,5	28,1	21,6	5,0	1,0
ІГЕ-3	6,3	Qa						5,2	13,3	13,2	22,3	25,0	27,0	2,70	1,98	28,0	48,9	26,0	23,4	30,1
У	ІГЕ-1	4,0	Qа			3,0	12,0	19,0	15,0	20,0	21,0	8,0	2,0		2,66	2,01	24,2			24,0	0,0
ІГЕ-2	9,0	Qe							5,0	4,0	11,0	40,0	40,0	2,71	1,82	42,0	52,0	27,0	31,0	18,0
ІГЕ-3	7,4	Qe						5,9	11,8	21,5	25,6	19,3	15,9	2,72	1,99	27,0	45,0	25,0	18,8	25,7

2. ОЦІНКА ІНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ БУДІВЕЛЬНОЇ ДІЛЯНКИ

Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки є першим та необхідним пунктом проектування основ і фундаментів споруд. На даному етапі виконується опис всіх інженерно-геологічних елементів (ІГЕ), виявлених під час вишукувань. В процесі опису надаються довідки про геологічний вік грунтів, їх походження. Далі за державним стандартом (ДСТУ Б В.2.1-2-96 "Грунти. Класифікація") визначається клас, група, підгрупа і різновид кожного шару грунту. Оцінка інженерно-геологічних умов будівельного майданчика включає: інженерно-геологічні перерізи, таблиці нормативних і розрахункових характеристик грунтів і висновки про можливість будівництва споруди в даних умовах.

Різновид піщаного грунту встановлюється в залежності від його гранулометричного (зернового) складу і ступеня неоднорідності грунту за гранулометричним складом С_и. Для визначення різновиду піщаного грунту, крім того, необхідно вираховувати похідні фізичні характеристики: коефіцієнт пористості е, ступінь вологості S_r . За коефіцієнтом пористості піски бувають щільні, середньої щільності та пухкі. За коефіцієнтом водонасичення піщані грунти, як і великоуламкові, бувають маловологі, вологі і насичені водою.

Різновид глинистого грунту визначається за числом пластичності I_Р, в залежності від якого глинисті грунти діляться на супіски, суглинки і глини, крім того різновид глинистого грунту встановлюється за показником текучості І_IІІL

Таблиця 1.1 -Результати компресійних випробувань грунтів

№ варіан та	№ ІГЕ	Коефіцієнт пористості грунту е при вертикальному тиску Р, МПа
		0,00	0,05	0,10	0,20	0,40	0,60	0,80
	ІГЕ-2	0,568	0,567	0,564	0,559	0,553	0,548	0,545
	ІГЕ-3	0,745	0,736	0,727	0,711	0,694	0,681	0,675

Таблиця 1.2-Дані інженерно-геологічних вишукувань

вар	№ ІГЕ	Товщина ІГЕ, м	Назва грунту за походженням	Гранулометричний склад грунтів	Фізичні та міцні характеристики грунтів
>10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	d<0.005	rs	r	w	wL	wР	Фn	Сu
	ІГЕ-1	6,7	Qe						3,5	10,7	20,3	21,2	28,4	15,9	2,71	2,09	20,9	32,6	18,4	13,0	14,0
ІГЕ-2	8,0	Qa	0,8	2,7	10,4	27,0	30.5	9.1	6,7	6,3	5,4	1,1		2,66	1,95	27.9			32,0	0,0
ІГЕ-3	9,1	Qа		6,0	12,3	14,9	18,9	23,9	14,7	4,1	4,7	0,5		2,66	1,97	27,0			28,1	0.0

2. ОЦІНКА ІНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВ

БУДІВЕЛЬНОЇ ДІЛЯНКИ

Оцінка інженерно-геологічних умов будівельної ділянки є першим та необхідним пунктом проектування основ і фундаментів споруд. На даному етапі виконується опис всіх інженерно-геологічних елементів (ІГЕ), виявлених під час вишукувань. В процесі опису надаються довідки про геологічний вік грунтів, їх походження. Далі за державним стандартом [3] визначаеться клас, група, підгрупа і різновид кожного шару грунту. Оцінка інженерно-геологічних умов будівельного майданчика включає: інженерно-геологічні перерізи, таблиці нормативних і розрахункових характеристик грунтів і висновки про можливість будівництва споруди в даних умовах.

Різновид піщаного грунту встановлюється в залежності від його гранулометричного (зернового) складу і ступеня неоднорідності грунту за гранулометричним складом С_u. Для визначення різновиду піщаного грунту, крім того, необхідно вираховувати похідні фізичні характеристики: коефіцієнт пористості е, ступінь вологості S_r . За коефіцієнтом пористості піски бувають щільні, середньої щільності та пухкі. За коефіцієнтом водонасичення піщані грунти, як і великоуламкові, бувають маловологі, вологі і насичені водою.

Різновид глинистого грунту визначається за числом пластичності І_Р, в залежності від якого глинисті грунти діляться на супіски, суглинки і глини, крім того різновид глинистого грунту встановлюється за показником текучості І_L.

ІГЕ-1 має товщину 6,7 м. За геологічним типом цей грунт відносить до четвертиной системи,а за генетичним типом - це елювій. Він має такі фізичні характеристики : r_s=2,71 г/см³, r=2,09 г/см³, w=20,9%, w_L=32,6 _і w_р=18,4 . Це означає, що число пластичності I_P =14,2 ℅ і відноситься до зв’язних грунтів.

Згідно з ДСТУ Б В.2.1-2-96 різновид грунту – суглинок.

Вираховуємо показник текучості І_L :

;

За показником текучості І_L = 0,18 – суглинок напівтвердий.

Вираховуємо необхідні характеристики e, S_r :

ρ_w =1,0 г/см³.

ІГЕ-2 має 8,0 м. За генетичним типом - це алювіальні (річні) відкладення. Він має такі фізичні характеристики : r_s=2,66 г/см³, r=1,95 г/см³, w=27,9%,φ_n = 43град,С_n= 0кПа.

Верхня і нижня межа пластичності w_{L і} w_р відсутні. Це означає, що число пластичності I_P =0 і грунт належить до незв’язних. Для встановлення різновиду грунту за гранулометричним складом і ступенем неоднорідності С_u розрахунки проводимо в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Зерновий склад грунту

Розмір фракцій	проценпшй вміст частинок, %
>10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05 0,01	0.01-0,005	<0,005
Розмір фракцій в ℅	0,8	2,7	10,4	27,0	30,5	9,1	6,7	6,3	5,4	1,1
Сумарний вміс часток більших від даного діаметра, ℅	0,8	3,5	13,9	40,9	71,4	80,5	87,2	93,5	98,9	100,0
Сумарний вміс часток менших від даного діаметра, ℅	99,2	96,5	86,1	59,1	28,6	19,5	12,8	6,5	1,1	0,0

Рис.2.1 Сумарна крива гранулометричного складу піщаного грунту

Згідно з [3] грунт належить до пісків крупних, оскільки вміст часток більших за 0,5 мм становить понад 71,4 %,що більше 50℅. За даними сумарного вмісту часток менших від даного діаметра будуємо інтегральну криву гранулометричного складу грунту (рис. 2.1).

З графіка одержуємо d₆₀= 0,95, d₁₀ =0,08 Ступінь неоднорідності С_u= d₆₀ /d₁₀ =11,75. При ступені неоднорідності С_u≥3 пісок є неоднорідним.

Вираховуємо коефіцієнт пористості e і ступінь вологості S_r :

ρ_w =1,0 г/см³.

Згідно з [3] уточнюємо різновид грунту. Грунт належить до пісків крупний e=0,74 і S_r= 1,0 буде пухкий і насичений водою.

ІГЕ-3 має товщину 9,1 м. За генетичним типом - це алювіальні (річні) відкладення. Він має такі фізичні характеристики : r_s=2,66 г/см³, r=1,97 г/см³, w=27%,φ_n = 28,1,С_n= 0кПа.

Верхня і нижня межа пластичності w_{L і} w_р відсутні. Це означає, що число пластичності I_P =0 і грунт належить до незв’язних. Для встановлення різновиду грунту за гранулометричним складом і ступенем неоднорідності С_u розрахунки проводимо в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2- Зерновий склад грунту

Розмір фракцій	Граттючетричнин стад грипів (проценпшй вміст частинок, %)
>10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1-0,05	0,05 0,01	0.01-0,005	<0,005
Розмір фракцій в ℅		6,0	12,3	14,9	18,9	23,9	14,7	4,1	4,7	0,5
Сумарний вміс часток більших від даного діаметра, ℅	0,0	6,0	18,3	33,2	52,1	76,0	90,7	94,8	99,5	100,0
Сумарний вміс часток менших від даного діаметра, ℅	100,0	94,0	81,7	66,8	47,9	24,0	9,3	5,2	0,5	0,0

Згідно з [3]грунт належить до пісків крупних, оскільки вміст часток більших за 0,5 мм становить понад 52,1%,що більше50℅. За даними сумарного вмісту часток менших від даного діаметра будуємо інтегральну криву гранулометричного складу грунту (рис. 2.2)

Рис.2.2 Сумарна крива гранулометричного складу піщаного грунту.

З графіка одержуємо d₆₀= 0,83, d₁₀ =0,08 Ступінь неоднорідності С_u= d₆₀ /d₁₀ =10,3. При ступені неоднорідності С_u≥3 пісок є неоднорідним.

Вираховуємо коефіцієнт пористості e і ступінь вологості S_r :

Згідно з [3] уточнюємо різновид грунту. Пісок крупний при e=0,72 і S_r= 1,0 буде пухкий і насичений водою.